mÔ hÌnh tÍch hỢp ales-gis đánh giá canh...

8
TAP CHÍ KHOA HỌC ĐHQGHN, KHTN &CN, T.xx, s ỏ'4, 2004 MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS trong đánh giá canh quan PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY TRồNG NÔNG, LÂM NGHIỆP HUYỆN SA PA - TỈNH LÀO CAI Nguyển Cao Huần, Nguyền An Thịnh, Phạm Quang Tuân Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên , ĐHQG Hà Nội Đặt vấn đề Mục tiêu của đánh giá thích nghi sinh thái là xác định mức độ thuận lợi của các địa tổng thê (đơn vị cảnh quan, đơn vị sinh thái cảnh, đơn vị đất đai...) cho đôi tượng quy hoạch phát triển. Đôi với các đơn vị cảnh quan, đánh giá thích nghi có thê được thực hiện theo phương pháp trung bình cộng (Mukhina, 1972; N.C.Huần, 1992, 2001), phương pháp trang binh nhàn (Armand, 1983), phương pháp phân tích nhân tố (Serbenhiuk X.N, 1972; N.C.Huắn, N.A.Thịnh, N.T.Các, 2003), phương pháp đánh giá đất đai theo FAO (FAO, 1976; T.A.Phong, 1993) và phương pháp đánh giá đất đai tự động ALES (Rossiter, 2000; T.A.Phong, 2001). Bài báo này trình bày mô hình tích hợp Hệ thông đánh giá đất đai tự động (ALES) và Hệ thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá thích nghi dựa trên sự kế thừa kỹ thuật đánh giá cảnh quan truyền thông và kỹ thuật GIS hiện đại cho kết quả đánh giá có độ chính xác cao và dễ dàng lựa chọn các phương án thích hợp. 1. Cấu trúc mô hình tích hợp ALES-GIS trong đánh giá thích nghi sinh thái của cảnh quan 1.1. Vị trí và chức năng của ALES trong đánh giá thích nghi Phương pháp đánh giá đất đai do FAO đề xuất (1976) là phương pháp đánh giá có ưu thế, đã được áp dụng thành công ỏ nhiều quốc gia đang phát triển phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất đai trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, dựa vào phương pháp này, cách tính toán thủ công trong bước xây dựng bảng thích nghi và bước đánh giá tổng hợp có tính chất lặp đi lặp lại, đòi hỏi nhiều thời gian (nhất là đôi với đánh giá đất đai ở quy mô lớn như vùng hoặc quốc gia) và dễ xảy ra sai sót. Ngoài ra, việc sử dụng các bảng thích nghi không thể trình bày tất cả các môi quan hệ tương tác giữa các đặc trưng đất đai. Do vậy, mô hình ALES dược xây dựng với mục đích cung câp khả năng tự động hoá trong đánh giá đất đai, được thừa kế và phát triển từ phương pháp đánh giá đất đai của FAO. ALES đã khắc phục được nhừng hạn chế của phương pháp FAO, có thể áp dụng với mọi quy mô lãnh thô hay loại hình sử dụng đất, với điều kiện chuyên gia đánh giá phải xây dựng mô hình đánh giá và cơ sở dữ liệu cho mỗi trường hợp cụ thể. Hơn nữa, cây quyết định của ALES cung cấp khả năng đánh giá linh hoạt hơn so với việc xây dựng các bảng thích nghi. Theo Rossiter D.G (2000), ALES (Automaticed Land Evaluation System) là một chương trình ứng dụng máy tính cho phép các nhà đánh giá đất xây dựng mô hình theo hệ 43

Upload: others

Post on 06-Sep-2019

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

TAP CHÍ KHOA HỌC ĐHQGHN, KHTN & CN, T.xx, sỏ'4, 2004

M Ô H Ì N H T Í C H H Ợ P A L E S -G I S t r o n g đ á n h g i á c a n h q u a n

P H Ụ C V Ụ P H Á T T R I Ể N C Â Y T R ồ N G N Ô N G , L Â M N G H I Ệ P

H U Y Ệ N S A P A - T Ỉ N H L À O C A I

N g u y ể n C ao H u ầ n , N g u y ề n A n T h ịn h , P h ạ m Q u a n g T u â n

Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học T ự nhiên , ĐHQG Hà Nội

Đ ặ t v ấ n đ ề

Mục tiêu của đánh giá thích nghi sinh thái là xác định mức độ th u ậ n lợi của các địa tổng thê (đơn vị cảnh quan, đơn vị sinh thái cảnh, đơn vị đất đai...) cho đôi tượng quy hoạch phát triển. Đôi với các đơn vị cảnh quan, đánh giá thích nghi có thê được thực hiện theo phương pháp trung bình cộng (Mukhina, 1972; N.C.Huần, 1992, 2001), phương pháp trang binh nhàn (Armand, 1983), phương pháp phân tích nhân tố (Serbenhiuk X.N, 1972; N.C.Huắn, N.A.Thịnh, N.T.Các, 2003), phương pháp đánh giá đấ t đai theo FAO (FAO, 1976; T.A.Phong, 1993) và phương pháp đánh giá đấ t đai tự động A L E S (Rossiter, 2000; T.A.Phong, 2001). Bài báo này trình bày mô hình tích hợp Hệ thông đánh giá đấ t đai tự động (ALES) và Hệ thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá thích nghi dựa trên sự kế thừa kỹ th u ậ t đánh giá cảnh quan truyền thông và kỹ th u ậ t GIS hiện đại cho kết quả đánh giá có độ ch ính xác cao và dễ d àn g lựa chọn các phương á n th íc h hợp.

1. C ấ u t r ú c m ô h ìn h t í c h h ợ p A LE S-G IS t r o n g đ á n h g iá t h í c h n g h i s in h th á i c ủ a c ả n h q u a n

1.1. Vị tr í và chức n ă n g của A L E S tro n g đ á n h g iá th íc h n g h i

Phương pháp đánh giá đấ t đai do FAO đề xuấ t (1976) là phương pháp đánh giá có ưu thế, đã được áp dụng th àn h công ỏ nhiều quốc gia đang p há t tr iển phục vụ cho quy hoạch sử dụng đ ấ t đai trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, dựa vào phương pháp này, cách tính toán thủ công trong bước xây dựng bảng thích nghi và bước đánh giá tổng hợp có tính chất lặp đi lặp lại, đòi hỏi nhiều thời gian (nhất là đôi với đánh giá đấ t đai ở quy mô lớn như vùng hoặc quốc gia) và dễ xảy ra sai sót. Ngoài ra, việc sử dụng các bảng thích nghi không thể trình bày tấ t cả các môi quan hệ tương tác giữa các đặc trưng đấ t đai. Do vậy, mô hình ALES dược xây dựng với mục đích cung câp khả năng tự động hoá trong đánh giá đấ t đai, được thừa kế và phá t tr iển từ phương pháp đánh giá đất đai của FAO. ALES đã khắc phục được nhừng hạn chế của phương pháp FAO, có thể áp dụng với mọi quy mô lãnh thô hay loại hình sử dụng đất, với điều kiện chuyên gia đánh giá phải xây dựng mô hình đánh giá và cơ sở dữ liệu cho mỗi trường hợp cụ thể. Hơn nữa, cây quyết định của ALES cung cấp khả năng đánh giá linh hoạt hơn so với việc xây dựng các bảng thích nghi.

Theo Rossiter D.G (2000), ALES (Automaticed Land Evaluation System) là một chương tr ìn h ứng dụng máy tính cho phép các nhà đánh giá đấ t xây dựng mô hình theo hệ

43

Page 2: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

44 Nguyen Cao Huẩn, Ncuyẻn An Thịnh, Phạm Quang Tuấn

chuyên gia đê đánh giá khả năng thích nghi đấ t đai tự động theo phương pháp của FAO. Đối với các nước đang phá t triển, mục đích chính của các ứng dụng ALES là cho phép sứ dụng số liệu đ ấ t đai tạ i mọi tỷ lệ nghiên cứu, òũng như dễ dàng trao đổi dữ liệu qua máy tính với cơ sở dữ liệu đấ t đai quốc gia hoặc các cơ sở lưu trữ sô' liệu đất đai cấp tỉnh và huyện. Đôi với các nước p há t triển, ALES đã được ứng dụng để định giá đấ t nông nghiệp, lưu trữ các kết quả điều t ra và khảo sá t đấ t đai. Ưu th ế ở các nưốc phá t tr iển là có được cơ sở dữ liệu đất đai tốt, nên rấ t thuận lợi khi thực hiện công việc nhập, xử lý, x u ấ t dữ liệu bằng ALES và đưa vào các chương tr ình tính toán chi tiế t trong đánh giá đấ t đai.

Trong đánh giá cảnh quan, ALES được xem là một hệ thông hỗ trợ quyết định với sự trợ giúp của máy tính, là công cụ m ạnh cho ứng dụng đánh giá thích nghi cảnh q u an về m ặt tự nhiên. Đồng thòi, các nguồn thông tin tự nhiên này có thể được liên kết với các thông tin kinh tế đê đưa đến một phương pháp đánh giá cảnh quan tổng hợp - đánh giá k inh tế sinh thái của cảnh quan (N.C.Huần, 2002) phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên vả bảo vệ th iên nhiên.

1.2. P hư ơ ng thứ c d á n h g iá th ích n g h i cả n h q u a n trên nên A L E S

Đánh giá thích nghi trôn nền ALES được thực hiện bằng cách xây dựng các cây quyết định (decision tree). Thực chất, đây là một giải pháp suy luận đa cấp vối số liệu đã được phân loại, thực hiện theo cách thức “yêu cầu-đáp ứng” để đưa đến kết quả đánh giá cuối cùng. Theo cách thức này, ALES sẻ đặ t câu hỏi về giá trị của mỗi đặc trưng cảnh quan liên quan theo thứ tự lần lượt cho đến khi có đủ thông tin để xác định tính thích hợp của đơn vị c ả n h q u a n đôi với loại h ì n h sử d ụ n g đ ấ t . Trong ALES, cây q u y ế t đ ịn h được sử d ụ n g VỚI m ục

đích: (1) Phân loại các chỉ tiêu đưa vào đánh giá trên cơ sở dữ liệu đặc tính cảnh quan; (2) Xác định các cảnh quan không thích nghi đối vói cây trồng; (3) P h ân cấp mức độ thích nghi của các cảnh quan đôi với cây trồng. Các cây quyết định được xây dựng bởi chuyên gia lập mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính toán kết quả đánh giá và sử dụng dữ liệu về châ't lượng cảnh quan đổi với mỗi đơn vị cảnh quan được đánh giá. Cây quyết định có nhiều ưu điểm, đặc biệt cho phép người xây dựng mô hình đánh giá và người sử dụng tr ình bày rõ ràng các bước đánh giá trong quá tr ình sử dụng đê đ ạ t tới một quyết định. Tuy vậy, cần phải dựa trên suy luận logic của các chuyên gia đê kiểm nghiệm xem tiến t r ìn h đạ t tối một quyết định trong ALES đúng đắn đến mức độ như thê nào.

Xây dựng cây quyết định là giai đoạn quan trọng nhất, quyết định t ính chính xác của kết quả đánh giá. Do đó, khi quyết định một cấp thích nghi cần có sự tham gia ý kiến của nhà chuyên môn.

1.3. H an chê của A L E S và sự cần th iế t tích hợp A L E S-G IS

Hạn chê của ALES là không thê biếu diễn dữ liệu không gian bằng bản đồ, trong khi đó, hệ thông tin địa lý lại là hệ thông lý tương trong phân tích không gian và biểu thị các kết quả đánh giá thích nghi bơi ALES dưới dạng các lớp dữ liệu. Do đó, sự tích hợp hệ thông

Tạp chi Khoa học ĐHQỌHN. KHTN & C N . 7 .XV. Sô'4. 2004

Page 3: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

Mó hình lích hợp Alcs-Gis trong đánh ụiá. 45

đánh giá đ ấ t đai tự động (ALES) và hệ thông tin địa lý (GIS) có thê cho ra các đặc trưng vê cảnh quan khu vực nghiên cứu thu được từ phân tích các bản đồ hay phân tích GIS, thông qua liên kết với một sỏ phẩn mềm GIS như Maplnfo, Arclnfo hay Idrisi, đồng thời đảm bảo thực h iện đ á n h g iá th íc h n g h i s in h th á i và b iểu th ị t rự c q u a n k ế t q u ả đ á n h g iá t r ê n b ả n đồ. Mô h ì n h tích họp này có chức năng ưu thê hơn so với nhiều mô hình đánh giá thích nghi đã được sử dụng và cho kêt q u á đ án g tin cậy.

1.4. Cấu trú c m ô h ìn h tích hợp A LE S-G IS

Cấu trúc mô hình đánh giá thích nghi cảnh quan trên nền ALES-GIS bao gồm 3 bộ phận: (a) Dừ liệu đầu vào là nhu cầu sinh thái cây trồng và bản đồ cảnh quan liên kết với ma trận thuộc tính cảnh quan khu vực nghiên cứu; (b) Nhập, xử lý và đánh giá, xuất dừ liệu nhờ ALES-GIS tương tác với chuyên gia đánh giá thông qua modul Ales+->Xbase của ALES; (c) Dữ liệu đầu ra là ma t rậ n thích nghi liên kết với bản đồ đánh giá tổng hợp (bản đồ đánh giá thích nghi) (hình 1).

H ì n h 1. C ấu trúc và chức n ăn g của mô h ìn h tích hợp ALES-GIS t rong đ án h giá th ích nghi s inh th á i của cảnh quan.

2. Ư ng d ụ n g m ô h ì n h t í c h h ợ p A LE S-G IS đ á n h g iá th í c h n g h i c ả n h q u a n đố i với cây t r ồ n g n ô n g , lâ m n g h iệ p h u y ệ n S a P a

2.1. Q uy tr ìn h đ á n h g iá th íc h n g h ỉ với sự th a m g ia của A L E S-G IS

N hững cây trồng nông-lâm nghiệp có hiệu quả kinh tế và sinh thái cao tạ i huyện Sa Pa, tính Lào Cai được lựa chọn đưa vào đánh giá là cây ăn quả và cây công nghiệp dài ngày

Tạp chi Khoa học DHQGIIN. K in N & CN. T.xx. Số4. 2004

Page 4: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

46 Nguyễn Cao Huần, Nguyồn An Thịnh, Phạm Quang Tuấn

á nhiệt đới (Lê - Pyrưs com m unis , Chè - Camellia sinensis), cây lâm nghiệp và cây thuốc (Tông quá sủ - A lnus nepanensis , Thảo quả - A m om um tsaoko) và cây rau á nhiệt đới (Su su- Sechium edule). Quy trình ứng dụng mô hình tích hợp ALES-GIS trong đánh giá thích nghi sinh thái của các đơn vị cảnh quan huyện Sa Pa đổi với những cây trồng nêu trên bao gồm 2 giai đoạn với 11 bước (hình 2): Giai đoạn A gồm các bước 1, 2, 3, 4, 5, 6 được thực hiện như trong những bước đầu của đánh giá cảnh quan truyền thông, lần lượt từ xác định mục tiêu, quy mô và tỷ lệ đánh giá, đôi tượng và nhu cầu sinh thá i cây trồng đưa vào đánh giá (bước 1 đến 4) đến thông kê đặc điểm các đơn vị cảnh quan và đánh giá riêng các chỉ tiêu (bước 5, 6). Giai đoạn B gồm các bước 7, 8, 9, 10, 11 được thực hiện với sự trợ giúp của ALES-GIS, thực chất là giai đoạn đánh giá bằng cây quyết định trên cơ sở tri thức chuyên gia. Các bước đánh giá được thực hiện lần lượt từ nhập dữ liệu (đưa các đặc trưng cảnh quan vào ALES), xây dựng cây quyết định trên nền ALES, đánh giá trên cơ sở dữ liệu bằng mô hình được xây dựng (bước xử lý dữ liệu bằng ALES), kế t xuất và tr ình diễn kết quả trên bản đồ (GIS tham gia vào bước này) và kiểm nghiệm thực tế. Bước 5 và bước 7 liên hệ vối nhau thông qua modul Ales<->Xbase của ALES. Tri thức chuyên gia tham gia vào quá trình xây dựng mô hình đánh giá (liên hệ bước 6 với bước 8) và đưa kết quả đánh giá cho cộng đồng địa phương kiếm tra tính đúng đắn của kết quả đánh giá (bưốc 11).

(1) Xác định mục tiêu đánh giá

ỉ(2) Xác định quy mò và tỷ lệ dánh giá

(3 )' X á c đ ịnh đ ổ i tượng cây trống dánh giá

(5) Thông kê dặc di ém các dơn vị

cành quan

• I 1"(4) Xác định nhu cẩu sinh thái cây trốngĩ

(6) Lụa chọn và ph ân cấp th ích nghi các c h i tiéu dánh g iá (d ánh g iá riêng)

---- :---------- :------------

Ales <-> Xbas<

Ợ ) Đưa các dặc trưng cảnh quan vào A LE S

(8) Xây dựng cây quyết định

ị--------- ĩ----- r? ... r, H '" ĩ--------------(9) Máy tính xử lý và đánh giá

--------------- m— , mppn Ẹặ— I----------(10) Kết xuất và trình diễn kết quả

(11) K iểm tra th ụ t té,

lâ y ỷ k iến dịa p h u ũ ìig

Hình 2. Quy trình ứng dụng mô hình tích hợp ALES-GIS đánh giá thích nghi sinh thái của các đơn vị cảnh quan đôi với cây trồng nông - lâm nghiệp huyện Sa Pa, tính Lào Cai

Tạp chí Khoa học ĐtìQGHN. K IỈTN á CN. T.xx. Số4. 2004

Page 5: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

Mỏ hình lích hợp Alcs-Gis tronu đánh íiiá. 47

Trong quv tr ình đánh giá nêu ở h ình 2, nhiệm vụ của ALES-GIS là chỉ ra được mức độ thích hợp đôi với cây trồng về mặt tự nhiên mà không tính đến các điều kiện kinh tế và thê hiện kết quả trên bản đồ đánh giá. ALES đóng vai trò th iế t k ế khung giúp chuyên gia xây dựng mô hình đánh giá và không cung cấp nguồn thông tin chuyên gia. Cây quyết định trong quy tr ình đánh giá này tập trung vào các nhân tố sinh thá i h ạn chế đôì với cây trồng đánh giá. Nếu một đơn vị cảnh quan được đánh giá không thích nghi thì được đưa vào phân loại tự động mức độ “N”. Đôi với các đơn vị cảnh quan khác không ở mức “N”, đánh giá thích nghi sinh thá i có thê được sử dụng đê phân chia ra các mức độ thích hợp dựa vào điều kiện sinh thá i theo các cấp: rấ t thích nghi (Sl), thích nghi (S2) và ít thích nghi (S3), sau đó phân hạng theo mức độ thích nghi phục vụ cho các bước đánh giá tiếp theo.

2.2. D ặc đ iếm cấu trú c cả n h q u a n huyên Sa Pa

Huyện Sa Pa nằm trong trục kinh tế xã hội Lào Cai - Sa Pa có diện tích tự nhiên 678,60 kmr, gồm 17 xã và thị t rấ n Sa Pa. Điều kiện tự nhiên lãnh thổ Sa Pa đa dạng, phức tạp, được phân hoá thành 5 kiểu cảnh quan đặc trưng về nền tảng vật chất rắn -dinh dưỡng, điểu kiện nhiệt ẩm và lớp phủ thực vật. Nhìn chung, đây là vùng sinh thá i núi cao đặc thù có điều kiện tự nhiên tương đôi th u ận lợi cho sự p há t tr iển nhiều loại cây trồng nông, lâm nghiệp á nhiệt đới: (1) N ền tảng vật chất rắn - d inh dưdng: Sa Pa nằm hoàn toàn trong đới Fanxipang với dãy núi địa lũy Hoàng Liên Sơn kiểu phức nếp lồi với hai cánh cấu tạo bởi đá hiến chất Proterozoi, Paleozoi và một diện tích lớn các đá xâm nhập macma axit g ranit phức hệ Pò Sen, Yẽ Yên Sun. T rên nền địa chất, địa h ình được đặc trư ng bởi nhóm kiểu địa hình sườn kiến tạo và kiến trúc bóc mòn; nhóm kiểu địa h ình nguồn gốíc bóc mòn tống hợp (địa hình bề m ặ t san bằng, địa h ình sườn bóc mòn tổng hợp và sườn trọng lực), địa hình karst; nhóm kiêu địa h ình do dòng chảy (địa hình bãi bồi, các bề m ặ t tích tụ hỗn hợp aluvi-deluvi- proluvi hiện đại và bê m ặ t tích tụ coluvi-deluvi). Thổ nhưỡng phân hoá thành 5 nhóm đất chính: đấ t mùn thô núi cao (HT), đấ t m ùn alit (HA), đấ t m ùn đỏ vàng (FH), đấ t đỏ vàng nhiệt đới (F), đấ t phù sa sông suốỉ (Ps) và đấ t dốc tụ (D). (2) N ền táng nhiệt âm: Nét đặc sắc của khí hậu Sa Pa lả sự phân hoá đa dạng theo đai cao, h ình th à n h bôn kiêu khí hậu: kiểu khí hậu m ùa hè m át - ấm, m ùa đông rét - hơi ẩm (đai cao 700-1600m); kiểu khí hậu mùa hè mát - hơi ẩm, m ùa đông ré t - ẩm (1600-2400m); kiểu khí h ậu m ùa hè m át - ẩm, mùa đông rấ t rét (2400-2800m); kiểu khí hậu m ùa hè lạnh - ẩm, m ùa đông rấ t ré t - rấ t ẩm (>2800m). (3) Lớp p h ủ thực vật: thám thực vật nguyên sinh và th ứ sinh nhân tác phân hoá theo đai cao, với kiểu rừng kín á nh iệ t đới mưa mùa thường xanh cây lá rộng ưu thê họ Fabaceae, Lauraceae, Rubiaceae, Theaceae, Lamiaceae, Zingiberaceae, Cyperaceae, Poaceae; kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng - lá kim ẩm á nhiệt đới ưu th ế họ Fabaceae , Lauraceae , Theaceae, Magnoliaceae', kiêu trản g cây bụi thứ sinh ưu thê họ Moraceae, Theaceae; kiểu rừng tre nứa thuần loại hoặc hỗn giao cây gổ - tre nứa; kiểu trảng cỏ thứ sinh ưu thê cỏ tranh , lau lách, chít (đai cao 700-1600m); kiểu rừng kín á nhiệt đới mưa m ùa thường xanh cây lá rộng - lá kim hỗn giao ưu th ế họ Fabaceae , Lauraceae , Magnoliaceae (đai cao 1600-2400m); kiêu

Lap chi Khoa học ĐHQGHN. KIII /V á CN. r.xx. Sổ4. 2004

Page 6: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

48 Nguyễn Cao Huán, Nguyễn An Thịnh, Phạm Quant* Tuấn

rừng cây gỗ lùn ưu th ế Đỗ quyên cRhododendron fleuryi) (đai cao 2400-2800m); kiêu rừng cây lá kim ưu thê Dẻ tụng, Thiết sam (Tsuga yunnanensis) (đai cao >2800m). T hảm thực vật thứ sinh nuôi trồng nhân tạo chủ yếu lúa nương và hoa m àu trên nương rẫy; lúa nưốc trên ruộng bậc thang; cây trồng dài ngày á nhiệt đối; rừng trồng với ưu hợp Thảo quả (Am om um tsaoko), Sam u (C unning lanceolata), Tông quá sủ (A lnus nepalnensis), Bồ đề (Styrax tonkinensis).

Sự phân hoá tổng hợp điều kiện tự nhiên của huyện Sa Pa được thê hiện trên bản đồ cảnh quan tý lệ 1:50.000 với đơn vị cơ sở là dạng cảnh quan. T ấ t cả các tư liệu bản đồ cảnh quan được xây dựng với các đặc tính của từng đơn vị cơ sỏ được phân chia là những dữ liệu đầu vào quan trọng cho đánh giá thích nghi sinh thái của cây trồng.

2.3 . Kết quá đ á n h g iá th íc h n g h i s in h th ả i của các dơn vị c ả n h q u a n h u yện Sa Pa dôi với cày trồng

Lựa chọn chí tiêu đưa vào đánh giá thích nghi sinh thái. Kết hợp phân tích môi quan hệ hữu cơ của các cây trồng lựa chọn (Lê, Chè, Tông quá sủ, Thảo quả, Su su) và các điều kiện sinh thái với đặc trưng của các đơn vị cảnh quan, đã lựa chọn 17 chì tiêu đáp ứng nhu cầu sinh thái cây trồng cho đánh giá thích nghi, bao gồm: (1) N hóm chí tiêu nền nhiệt - âm và thời tiết cực đoan: nền nhiệt ẩm: lượng mưa trung bình năm (r), nhiệt độ tru n g bình năm (t), tổng nhiệt năm (tt); nhân tô thòi tiế t cực đoan: sô' ngày có sương muôi trong năm (f). (2) Nhóm chí tiêu cơ lý và d inh dường đất: nhóm chỉ tiêu đáp ứng điều kiện phá t t r iển rễ của cây trồng: loại đấ t (p), tầng dày đấ t (d), th àn h phần cơ giới (te), độ đá lẫn tầng m ặt (sm), mức độ tiêu thoát nước (ir); chỉ tiêu th u ận lợi cho xây dựng đồng ruộng: độ dốc (s); chỉ tiêu độ độc của đấ t đổì với cây trồng: độ pH của đấ t (ph); chỉ tiêu dinh dưỡng đất: N tổng số (n), K tổng sô' (k), p tổng sô" (po), độ mùn (om). S() lượng chỉ tiêu lựa chọn đưa vào đánh giá phụ thuộc vào đặc tính sinh thái của từng loại cây trồng: 11 chỉ tiêu đôi với cây Lê, cây Chè - 13 chỉ tiêu, Tông quá sủ - 9 chỉ tiêu, Thảo quả - 12 chỉ tiêu, Su su - 14 chỉ tiêu.

Đánh giá riêng dược tiến hành bằng cách xây dựng bảng chuẩn đánh giá th à n h phần theo từng cấp thích nghi trên cơ sở nhu cầu sinh thái cây trồng và đặc tính của các đơn vị cảnh quan.

Tiến hành xây dựng cây quyết đ ịnh trong A L E S . Dựa trên kết quả đánh giá riêng đôi với cây trồng, cây quvết định sè cho ra các mức độ từ rấ t thích nghi (Sl), thích nghi (S2), ít thích nghi (S3) đến không thích nghi (N).

Tổng hợp kết quả đánh giá trên nền ALES-GIS cho khu vực nghiên cửu, đã xác định được hạng thích nghi đôi với cây Lê là 24665,1 ha (chiếm 36,35% tông diện tích), Chè 5234,0 ha (7,71%), Tống quá sủ 19882,7 ha (29,3%), Thảo quả 23133,3 ha (65,91%), Su su 4832,2 ha (7,12%) (bảng 1).

Tạp chí Khoa học D IIQ G I/N . K I U N & CN. T.xx. So 4. 2004

Page 7: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

Mô hình lích hợp Alcs-Gis imim đánh liiá. 49

Bảng 1. Kết quả đánh giá mức độ thích nghi sinh thái của cảnh quan huyện Sa Pa đôi với cây trồng nông - lâm nghiệp (đơn vị: ha)

D iên t íc h C ây t r ồ n g đ á n h g iáth í c h n g h i (ha) Lê C hè T ố n g q u á sủ T h ả o q u ả S u su

SI 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0S2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0S3 24665,1 5234,0 19882,7 23133,3 4832,2N 43194,9 62626,0 47977,3 44726,7 63027,8T ổ n g d iệ n t íc h đ á n h g iá : 67860,0 (ha )

Mô hình tích hợp ALES-GIS cho kết quả đánh giá thích nghi khá hợp lý với thực tiễn. Do những đặc thù về điều kiện tự nhiên vùng núi cao với những điều kiện hạn chê về khí hậu, địa hình và thô nhưõng, kết quả đánh giá cho thấy trong khu vực nghiên cứu không có đơn vị cảnh quan nào ở mức độ rấ t thích nghi (Sl) và thích nghi (S2). Diện tích ít thích nghi (S3) và không thích nghi (N) khác nhau đôi với các loài cây trồng:

- Đỏi với cây Lê: mức độ ít thích nghi phân bô" tập trung trên các dạng cảnh quan sườn bóc mòn tống hợp dốc <20° và bề m ặt san bằng thuộc các xã Bản Hồ, Nậm Sài, Nậm Cang, Tả Van, San Sả Hồ, thị t rấ n Sa Pa và phân bô' rải rác ở các xã T rung Chải, Bản Khoang, Tả Giang Phình, Tả Phin. Các dạng cảnh quan có mức độ không thích nghi chiếm diện tích ưu th ế (63,65% tống diện tích tự nhiên), chủ yếu do các điều kiện h ạn chế về độ dốc (s), loại đất (p) và sương muôi (f)

- Đôi với cây Chè: Mức độ ít thích nghi thuộc về các dạng cảnh quan sườn dốc tạo đồi thoải 8-15", phân bô' rải rác ở các xã Lao Chải, San Sả Hồ, Tả Phin, H ầu Thào, Trung Chải và thị t rấ n Sa Pa. Mức độ không thích nghi chiếm phần lớn diện tích (92,29%), do các điều kiện hạn chế về lượng mưa tru n g bình năm (r) và nhiệt độ tru n g b ình năm (t).

- Đôi với cây Tháo quá và Tông quá sủ: mức độ ít thích nghi chủ yếu trên các clạng canh quan sườn dốc <30°, phân bô tập trung ở các xã Bản Khoang, Tả Phin, T rung Chải, Sa Pả, Háu Thào, San Sả Hồ, Tả Giang Phình, Tả Van, Nậm Sài, Bản Hồ, Nậm Cang và thị trấn Sa Pa. Mức độ không thích nghi (34,09% tổng diện tích đối với Thảo quả, 70,7% đối với Tông quá sú) do các điều kiện hạn chê vê nhiệt độ tru n g bình năm (t) và độ dôc (s).

- Đôi với cây Su su: mức độ ít thích nghi trên các dạng cảnh quan có độ dốc 15-20°, phân bô* ở các xã San s ả Hồ, Lao Chải, Tả Phin, Hầu Thào và toàn bộ thị t rấ n Sa Pa - 0 Quy Hồ. Các dạng cảnh quan có mức độ không thích nghi chiếm đa sô" diện tích (92,88% diện tích tự nhiên), chủ yếu do các điều kiện hạn chế về lượng mưa (r), độ đá lẫn tầng mặt (sm) và mức độ tiêu thoá t nước (ir).

3. K ế t l u ậ n và k iế n n g h ị

Đánh giá thích nghi sinh thái của cảnh quan đôi với cây trồng nông - lâm nghiệp (cụ thê cây ăn quả và cây công nghiệp dài ngày á nhiệt đới, cây lâm nghiệp, cây thuốc, cây rau á nhiệt đới) là một trong những nhiệm vụ quan trọng và cần th iế t cho công tác quy hoạch sử dụng đấ t huyện Sa Pa, t ỉnh Lào Cai. Kết quả nghiên cứu đạt được là cơ sở khoa học đáng tin cậy cho các nhà quản lý hoạch định diện tích phát triển cây trồng hợp lý tại huyện Sa Pa.

Tạp clìí Khoa hục ĐHỌGỈ/N. K ÍỈTN & CN, T.xx, Sô'4, 2004

Page 8: MÔ HÌNH TÍCH HỢP ALES-GIS đánh giá canh quanrepository.vnu.edu.vn/bitstream/VNU_123/59645/1/document (4).pdf · mô hình đánh giá, được xem xét chi tiết trong tính

50 Nguyễn Cao Huần, Nguyen An Thịnh, Phạm Quang Tuấn

Áp dụng mô hình tích hợp hệ thông đánh giá đấ t đai tự động (ALES) và hệ thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá thích nghi sinh thái của cảnh quan t iế t kiệm thời gian, đồng thòi cho kết quả đánh giá với độ tin cậy cao, cần được tiếp tục hoàn th iện vê cơ sở lý luận và ứng dụng thực tiễn.

Bài báo được hoàn th à n h nhò sự hỗ trợ k inh phí của chương t r ìn h Nghiên cứu cơ bản, mã sô' 742704 và đê tài đặc biệt QG.02.15, Đại học Quốíc gia Hà Nội.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Cao Huần, Đánh giá các tống hợp thể lãnh thổ tự nhiên phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ thiên nhiên tính Bình Thuận , Luận án PTS (tiêng Nga). Kiev, 1992, lõOtr.

2. Nguyễn Cao Huán, Tiếp cận kinh tê sinh thái trong địa lý ứng dụng, Tạp chí Địa lý nhân vàn , Hà Nội, sô' 1(2001), tr.8-13.

3. UBND huyện Sa Pa, Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội huyện Sa Pa, tính Lào Cai giai đoạn 1999-2010. Lào Cai, 1999.

4. FAO. Soils Bulletin 2., A Framework for Land Evaluation , Rome, 1976.

5. Rossiter D.G. & Van Wambeke A.R., Automated Land Evaluation System A L E S version 4.65 User’s Manual, Department of Soil, Crop & Atmospheric Science. SCASeaching Series No. T93-2 Revision 6. Ithaca, NYƯAS, 2000.

VNU. JOURNAL OF SCIENCE. Nat., Sci., & Tech., T .xx , N04, 2004

AN IN TEG R A TED ALES-G IS M O DEL IN L A N D S C A P E EV A LU A TIO N

FOR CULTIVATED CRO P D E V E L O PM E N T IN SA P A D IST R IC T

LAO CAI PR OV INCE

N g u y e n C ao H u a n , N g u y e n A n T h in h , P h a m Q u a n g T u a n

D epartm ent o f Geography, College o f Science, V N U

The article has dealt with the in tegra ted ALES-GIS model in landscape evaluation, based on traditional landscape/land-evaluation method and m odern GIS technology. The model has 3 parts: (a) The d a ta inpu t including ecological req u irem en t of crop and landscape map linking with landscape property matrix; (b) ALES and GIS software interacted with evaluation experts; (c) The da ta output th a t are evalua tion re su lts matrix linking with ecological suitability maps. ALES-GIS model has advan tages for evaluating landscape suitability with great accuracy and easier selection of adap tab le scenario. The results of the in tegra ted ALES-GIS model application in landscape evaluation for cultivated crops of pear, tea, nepalese alder, cardamon and chayote shows th a t: in Sa Pa territory of Lao Cai province, there are 24665.1 ha suitable for pear, 62626.0 h a for tea, nepalese alder* 19882.7 ha, cardam on - 23133.3 ha and chayote - 4832.2 ha. These s tudy results are necessary for ad justm en t of land use planning for cultivated crops growing in Sa Pa district.

Tạp chỉ Khoa học ĐHQGHN. K I Í ÍN ả CN, ĩ XX. Số4. 2004